Análisis del efecto esperado en la demanda debido a la potencial
implementación de un cobro por congestión y una restricción
vehicular basada en variables ambientales. Un caso de estudio
para Medellín
Sebastian Monterrosa Garces
Universidad EAFIT
Maestría En Economía Aplicada
Escuela de Finanzas Economía y Gobierno
Medellín - Colombia
2024
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Agenda
Objetivos
Revisión de literatura
Conceptos económicos
Metodología y Datos
Resultados
Conclusiones y recomendaciones de política
1
2
3
4
5
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
6
Evaluar las principales características y resultados esperados sobre la demanda
vehicular tras la potencial implementación conjunta de un sistema de cobro por
congestión y restricciones ambientales en la Zona Urbana de Aire Protegido (ZUAP) de
Medellín. Este considerará la viabilidad y eficiencia de estas medidas para mejorar la
movilidad urbana, con especial énfasis en el fortalecimiento de la movilidad activa a
través de la formulación de un enfoque estratégico que oriente su desarrollo y
consolidación en la ZUAP.
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Objetivo General
•Analizar los principales conceptos económicos que justificarían mecanismos de gestión de la
demanda como peajes urbanos y restricciones ambientales
•Describir la situación actual de movilidad y calidad del aire en la ZUAP para Medellín,
identificando los principales desafíos y oportunidades.
•Calcular los volúmenes vehiculares resultantes tras un escenario de implementación teórica
de las medidas de gestión de la demanda (cobro por congestión y restricciones ambientales),
utilizando metodología de estimación de disposición a pagar a través de la determinación de
elasticidades por medio de un modelo Logit basado en la Encuesta y matrices de viajes para
la ZUAP del 2023.
•Proponer una estrategia para la implementación de recursos por medio del recaudo del cobro
por congestión, teniendo como eje principal la movilidad activa y las políticas públicas
vigentes en Colombia.
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Objetivos específicos
Revisión de literatura
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Autor y año
Tipo de
estrategia
GD
Objetivo del documento Resultados principales
Baranzini, Carattini
, &
Tesauro (2021)
Cobros por
congestión
Analizar diseño y aceptabilidad pública del
peaje en Ginebra
Hallazgos sobre aceptabilidad pública y como
la divulgación de la efectividad afecta
preferencias
Bocarejo
, Lopez Ghio
,
& Blanco (2018)
Cobros por
congestión
Explorar efectos potenciales y consideraciones
para tarificación de congestión en
Bogota,
CDMX y Santiago
Impacto potencial en reducción de
congestión, beneficios económicos y
generación de ingresos fiscales
Gibson & Carnovale
(2015)
Cobros por
congestión
Examinar impacto de la tarificación vial en
tráfico y contaminación del aire en Milán
Evidencia de reducción en contaminación y
grandes ganancias en bienestar
Fall (2022)
Cobros por
congestión
Analizar aceptabilidad social del peaje urbano
en Dakar
Aceptabilidad social depende de percepción
de congestión y efectividad del transporte
publico
Ramos, Cantillo,
Arellana & Sarmiento
(2017)
Cobros por
congestión
Evaluar comportamiento de usuarios frente a
cobro por congestión en Medellín
Reducción del uso de carro y aumento en el
uso de transporte publico
Oliveira, Souza,
Cardoso, Bessa Junior:
Oliveira, & Bracarense
(2019)
Cobros por
congestión
Explorar características y aceptabilidad publica
de tarificación en Brasil
Factores como asignación de ingresos,
equidad y transparencia influyen en
aceptabilidad
Revisión de literatura
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Autor y año
Tipo de
estrategia GD
Objetivo del documento Resultados principales
Garcia et al.
(2016)
Cobros por
congestión
Diagnosticar grado de congestión en Medellín
y proponer soluciones
Cal y Mayor 2019
Cobros por
congestión
Evaluar impacto socioeconómico, movilidad y
ambiental de cobros en Medellín
C40 Cities &
IDOM 2023
Restricciones de
circulación basadas
en aspectos
ambientales
Evaluar alternativas de restricciones
ambientales en la ZUAP de Medellín
Barahona,
Gallego, &
Montero (2019)
Restricciones de
circulación basadas
en aspectos
ambientales
Examinar efectividad de restricciones de
conducción en vehículos antiguos
Fageda, Flores-
Fillol, & Theilen
(2022)
Combinación de
estrategias
Analizar prevalencia de mecanismos basados
en cantidad y precio para mitigar congestión y
contaminación
Bernardo:
Fageda, & Flores-
Fillol (2021)
Combinacion de
estrategias
Estimar efectividad de ZBE en reducir
contaminación y mitigar congestión en Áreas
urbanas
Basso, Montero,
& Sepúlveda
(2021)
Combinación de
estrategias
Analizar implementación de restricciones con
peajes y antigüedad en Santiago de Chile
1. Oferta y Demanda en Transporte
2. Externalidades negativas (contaminación y congestión)
3. Tarificación por congestión
4. Restricciones ambientales
5. Costo social
Conceptos económicos
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•La gestión de la demanda del transporte se refiere a
estrategias diseñadas para influir en las elecciones de
transporte y los patrones de viaje, con el fin de
optimizar el uso del sistema de transporte existente.
•Busca modificar o redistribuir la demanda de viajes en
lugar de aumentar la oferta.
•Debe implementarse como parte de políticas integrales de
movilidad urbana sostenible.
•Existen varias estrategias de gestión de la demanda, las
más populares a nivel mundial se enfocan en aumentar
los costos de la circulación vehicular.
Desplazamiento de la demanda
Q (cantidad)
P (precio)
Demanda
Gestión De La Demanda
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¿De qué trata la
estrategia? Objetivos Características Éxitos y Fracasos
Esta medida implica
cobrar una tarifa a
los vehículos que
circulan por zonas
específicas de alta
congestión,
El objetivo principal
es desalentar el uso
del vehículo privado
en estas áreas,
promoviendo así una
reducción en la
cantidad de tráfico y,
como resultado, una
disminución los
tiempos de
desplazamiento
oPrecios y que
estructuración básica
oExcepciones
oUso de los recursos
oTecnología
oPrivacidad del sistema
Como caso de éxitos en
Singapur y Londres han
logrado implementar
exitosamente superando
desafíos como la aceptación
publica y el punto de equilibrio
financiero.
En cuanto a los fracasos el caso
de Manchester llama la
atención, pues no fue
respaldado por la comunidad ya
que su objetivo era
estrictamente con fines
económicos.
Estrategias de GD –Cobros por congestión [CC]
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¿De qué trata la
estrategia? Objetivos Características Éxitos y Fracasos
Esta medida implica
una restricción de
circulación a los
vehículos que
excedan un límite
establecido de
emisiones,
usualmente
asociado a la edad
del vehículo.
El objetivo principal
es desalentar el uso
de los vehículos
privados en estas
áreas, con el fin de
reducir emisiones
contaminantes.
oÁrea de intervención
oPrecios
oExcepciones
oUso de los recursos
oTecnología
oPrivacidad del sistema
oMecanismos de control
oEstudios de viabilidad
técnica y jurídica
En ciudades como Santiago
de Chile, Milán y varias
regiones de Francia, se ha
logrado reducir con éxito las
emisiones contaminantes.
Aunque no se encuentran
referencias de fracasos
rotundos en estos sistemas,
algunas ciudades enfrentan
dificultades en su
implementación
Estrategias de GD –Restricciones ambientales [RA]
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¿De qué trata la
estrategia? Objetivos Características Éxitos y Fracasos
Áreas urbanas donde se
aplican restricciones de
acceso a vehículos, con
el fin de mejorar la calidad
del aire y reducir la
contaminación
atmosférica.
Usualmente cuenta con
restricciones ambientales
ode movilidad para
gestionar su demanda
•Mejorar la calidad del
aire y reducir la
contaminación
atmosférica.
•Promover una movilidad
más sostenible y
saludable en áreas
urbanas.
•Reducir las emisiones
de gases de efecto
invernadero asociadas
al transporte
oÁrea de intervención
oEstudios de viabilidad
técnica y jurídica
oPlan de acción
Actualmente de los casos más
exitosos se encuentran en
Madrid, el plan presentado por
la capital para poder cumplir
con los estándares europeos
de contaminación. Se trata de
un área de 472 hectáreas con
prioridad residencial donde se
favorecerá la movilidad
peatonal ciclista.
Esta incluye restricciones
ambientales y excluye
únicamente a los residentes
Zonas de bajas emisiones [ZBE]
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Un caso de estudio para Medellín - Zona
Urbana de Aire Protegido [ZUAP]
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Metodología y datos
La metodología para determinar la demanda vehicular y evaluar los efectos de la
implementación de un cobro por congestión, restricciones de circulación basados en
criterios ambientales y su implementación conjunta se estructurará en tres etapas:
1) cálculo de la demanda derivada a partir del cobro por congestión,
2) cálculo de la demanda derivada a partir de las restricciones por aspectos
ambientales, y
3) cálculo de la demanda derivada de la combinación de ambas estrategias de
manera simultánea
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Metodología y datos
•Fuentes: Encuesta Origen-Destino (2017), Encuesta C40-IDOM (2023),
RUNT (2023) y mapas del POT.
•Unidad de análisis: Viajes obligados (trabajo/estudio) en la ZUAP. “los
viajes se definen como los desplazamientos realizados entre un punto de origen
yun punto de destino, para lo cual se pueden utilizar diferentes modos de
transporte o uno solo”
•La EOD reporta 68,000 viajes diarios hacia la ZUAP.
•Encuesta C40-IDOM: 1,073 usuarios de transporte privado (47%en
carro, 53%en moto).
•El RUNT clasifica vehículos según antigüedad en el Area metropolitana
del Valla de Aburra.
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Metodología y datos
Fuente: Elaboración propia
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Variable
Descripción Categoría
Carros
Motos
Genero
Masculino
83.1%
84.9%
Femenino
16.9%
15.1%
Ocupación
Empleado
48.0%
35.3%
Estudiante
52.0%
64.7%
Ingreso
Bajo
68.9%
91.1%
Medio
26.2%
8.9%
Alto
4.9%
Edad (años)
41
36
Edad
Joven (<= 18 años)
0.44%
0.39%
Adulto Joven (<= 35 años)
34.67%
5.4%
Adulto (<= 55 años)
54.67%
43%
Adulto Mayor (<= 75 años)
10.22%
5.8%
Anciano (> 75 años)
0.39%
Hora de viaje
Horas de máxima demanda
Horas Valle
49.33%
50.67%
53.49%
46.51%
Paga parqueadero
en el destino
Si
No
24.9%
75.1%
22.5%
77.5%
Estadísticas descriptivas de las variables utilizadas en el análisis
Metodología y datos
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Variable/ Vehículo
Carro
Moto
Costos
$ 694,500
$ 256,000
Tiempo
51 min
42 min
Costos y tiempos de viaje promedio
Costo total es clave para la elección del modo de transporte. En este
estudio, incluye parqueadero y combustible
DCCj= Dbasej× (1 pj),
Metodología y datos
cálculo de la demanda derivada a partir del cobro por congestión
representa la demanda base para cada modo de transporte j (carro o
moto), es el porcentaje de conductores en la categoría que optarán por no
seguir utilizando su vehículo.
Donde,
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Metodología y datos
Cálculo de la demanda derivada a partir del cobro por congestión
Prob(Yij = 1) = e(Xij)
1+e(Xij)=eVij
1+eVij,
Yes igual 1 si el individuo i elige desplazarse a la zona medioambiental
protegida por el medio de transporte j (j=carro, moto), mientras que es 0 si elige
desplazarse a la zona medioambiental protegida en otro medio de transporte
 representa el vector de variables explicativas de las características de los
individuos (género, estrato socioeconómico, ingreso mensual y ocupación) y de
variables de las alternativas de transporte (tiempo de viaje, costo del
combustible y costos de estacionamiento). Y 𝛽corresponde a un vector de
coeficientes a estimar
Donde,
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Metodología y datos
cálculo de la demanda derivada a partir del cobro por congestión
Características del vehículo
Tipo de vehículo
Modelo
Combustible
Vehículos en el hogar
Características del viaje
Características socioeconómicas
Disposición
a pagar
Utilidades
Edad
Género
Estrato
Ingreso
Ocupación
Origen
Destino
Motivo
Tipo estacionamiento
Costo de estacionamiento
Horarios de viaje
Costos de combustible





+ ξ
carro







+ ξ
moto
Estructura del modelo factores no observados que afectan la utili 
son las utilidades percibidas al elegir carro o moto,
respectivamente.
es el término constante que captura la utilidad base
no explicada por las variables del modelo.
 representa la suma de los productos entre los
coeficientes estimados  yel vector de variables
socioeconómicas , como ingreso, edad y género.
 es la suma de los productos entre los
coeficientes  yel vector de variables relacionadas
con el viaje  , como tiempo y costo de viaje, o
motivo del desplazamiento.
 corresponde a la suma de los productos entre
los coeficientes  yel vector de características del
vehículo , como antigüedad o tipo de combustible.
 es el término de error aleatorio que captura
dad.
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Donde,
Metodología y datos
Cálculo de elasticidades
Elasticidad
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
E
j=
costos jX
costos j(1 P
j),
.
Donde,
donde,
 es el coeficiente estimado para la variable costos en el medio de
transporte j,
 es el valor promedio de la variable de costos, y
es la
probabilidad promedio de elección de la alternativa de transporte j(carro o
moto)
La fórmula cuantifica cómo cambia la probabilidad de elección de un medio de
transporte (carro o moto) ante cambios en los costos.
.
DRAj= Dbasej(p>15añosj),
Metodología y datos
Cálculo de la demanda derivada a partir de las restricciones por aspectos ambientales
representa la demanda base para cada modo de transporte j = carro,
moto y p_(>15años) es el porcentaje de propietarios con vehículos con una
antigüedad mayor a 15 años.Las características y el nivel de emisiones de los
vehículos son fundamentales para estimar su incidencia en las externalidades
relacionadas con la calidad del aire.
Donde,
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Metodología y datos
Cálculo de la demanda derivada a partir de las restricciones por aspectos ambientales
Segmentación vehicular
Mayor de 15años
Menor de 15 años
Vehículo no sujeto a
restricciones Vehículo sujeto a restricciones
Excepción a la restricción
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
DZ = Dbasej DCCj DRAj
Metodología y datos
Cálculo de la demanda derivada de la combinación de ambas estrategias de manera simultánea
representa la demanda base para cada modo de transporte j = carro, moto y p(>15años) es
el porcentaje de propietarios con vehículos con una antigüedad mayor a 15 años.
Donde,
La demanda de vehículos en la zona después de considerar la aplicación de cobros por congestión
y restricciones ambientales para cada modo de transporte (), se calcula como:
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Metodología y datos –Contextualización
Definición Legal y Justificación de la ZUAP
La ZUAP surge como respuesta a la necesidad de
abordar la contaminación del aire en el Área
Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA), basada en
la normativa ambiental nacional y regional. Está
respaldada por la Ley 99 de 1993 y otras
disposiciones legales que facultan a las autoridades
ambientales para establecer medidas de control en
zonas con alta contaminación atmosférica.
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Metodología y datos –Contextualización
Objetivos y Características de la ZUAP
La ZUAP tiene como objetivo principal proteger la
salud de los habitantes del Valle de Aburrá y mejorar
la calidad del aire en la región. Se define como una
zona debidamente delimitada donde se presentan
altos índices de contaminación atmosférica, lo que
amerita medidas de control ambiental específicas. En
el caso del centro de Medellín, la ZUAP abarca un
área de 2 km² y se enfoca en reducir las emisiones
de contaminantes atmosféricos, principalmente
provenientes del tráfico rodado, mediante la
promoción de la movilidad sostenible y la pacificación
del tráfico.
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Metodología y datos - Contextualización
Flujo vehicular Zona Urbana de Aire Protegido
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
•Viajes en la ZUAP: Hora pico (6:30 - 7:30
a.m.): 15,652 viajes en carro y moto
(11.55% del total diario).
•Volumen de carros y motos en la mañana:
5.68% del volumen diario.
•La hora pico de la tarde presenta mayor
flujo vehicular, dominado por motos y
carros, con menor participación de
camiones y buses.
Fuente: Elaboración propia
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Antigüedad del parque automotor en la ZUAP:
carro:
•40% con más de 10 años.
•10% con más de 15 años.
Motos:
•10% tienen entre 10 y 15 años.
Camiones:
•20% entre 10 y 15 años, 10% con más
de 15 años.
Metodología y datos - Contextualización
Antigüedad vehicular Zona Urbana de Aire Protegido
Resultados
Estimaciones del modelo Logit binomial
Se estimaron modelos Logit binomiales para analizar
la elección de los modos de transporte carro y moto
en la ZUAP
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Notas: entre paréntesis se encuentra los P-valores. La
categoría base para la variable de ingreso es ingreso bajo.
*** p < 0.01;** p < 0.05; * p < 0.1
Variables
P(Y=carro)
P(Y=moto)
Costos
-0.430**
(0.040)
-0.637***
(0.002)
Mujer (=1)
0.356
(0.523)
-0.542
(0.266)
Edad
-0.010
(0.484)
0.025
(0.015)
Tiempo de viaje
-0.095
(0.757)
-0.004
(0.363)
Ingreso Medio
1.255**
(0.027)
0.742
(0.337)
Ingreso Alto
0.218
(0.792)
Parqueadero en destino (=1)
1.584**
(0.012)
1.121**
(0.035)
Empleado (=1)
0.926**
(0.011)
Constante
7.305**
(0.017)
7.892***
(0.001)
Elasticidades
-1.97
-1.99
AIC
210.64
231.6
Pseudo R²
0.109
0.100
Resultados
Demanda Cobro por congestión
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
  󰇛 󰇜,
   
 
   
 
Reducción Porcentual Carros=|-1.97 x 0.10| = 0.199 =19.7%
         
Reducción Porcentual motos=|-1.99 x 0.10| = 0.199 =19.9%
          
Resultados
Demanda restricciones de circulación por aspectos ambientales
 󰇛󰇜,
Porcentaje de vehículos con más de 15 años:
Carros: 17%
Motos: 4%
         
          
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Resultados
Demanda combinación de estrategias
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
DZ=
  
DZ
= 30,600 -(6032+5202) +37,400 - (7443+1496) = 47,827
Ambas medidas contribuyen a la reducción del uso de vehículos privados, el cobro por
congestión tiene un impacto más uniforme entre carros y motos, mientras que las
restricciones ambientales afectan significativamente más a los carros debido a la
mayor antigüedad de su flota
Recaudo esperado
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Recaudo anual = 351,000,000 ×250 = 87,750,000,000 pesos
Con tarifas diferenciadas determinadas por Cal y Mayor 2019, para carros (9,900
pesos) y motos (5,600 pesos), se estima un recaudo anual de 87,750 millones de
pesos.
La destinación se propone para mejorar la infraestructura de movilidad activa
(ciclorutas, peatonalizaciones), fomentando modos de transporte más sostenibles.
Conclusiones
•Los costos de viaje disminuyen la demanda de vehículos privados, mostrando una alta
elasticidad (-1.97 para carros, -1.99 para motos), lo que respalda la efectividad de estas
medidas.
•Las medidas propuestas favorecen la reducción de la congestión y la contaminación,
promoviendo una movilidad sostenible y generando recursos para mejoras en la
infraestructura.
•Los hallazgos de este estudio proporcionan una base sólida para la formulación de
políticas públicas orientadas a gestionar la demanda vehicular de manera eficiente,
equilibrando los aspectos económicos y ambientales.
•Limitaciones: se debe complementar el análisis con otras variables relevantes como la
seguridad, comodidad o la alternativa de usar el transporte público colectivo.
•Se sugiere explorar el impacto de otras estrategias complementarias, como incentivos
para el uso compartido de vehículos y mejoras en la calidad y cobertura del transporte
público, que podrían potenciar aún más los beneficios de las medidas de gestión de la
demanda
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Gracias
Sustentación pública trabajo de grado Sebastian Monterrosa Garcés
Cada reto trae consigo un sinfín de aprendizajes.